天気を学ぶ -part.1-

空気中にある空気を大気といいます。

天気の変化(晴れたり、曇ったり、雨が降ったり)は大気が移動することによって生じる気象現象です。

地表から100kmまでは大気が覆っており、大気の構成は右図の通り、窒素と酸素で99%を占める。

また空気には水蒸気が含まれており、これが湿度に影響しています。冬は空気が乾燥している、梅雨はジメジメしているなどはこの空気中の水蒸気が影響しているからです。

水蒸気を多く含んでいると、空気は湿っており、少なければ乾燥しています。

この水蒸気を含める最大の量は空気の温度が関係しています。右図では…

[20℃]　空気中の水蒸気が飽和状態

[10℃]　17.3-9.4=7.9gの水蒸気が水滴になる

つまり

空気が温かいと多くの水蒸気を含むことができ、冷たいと少なくなります。

これを飽和水蒸気量といいます。

地表を覆う空気量が多くなると、単位面積当たりで受ける力が強くなります。

一方で空気量が少なくなると、単位面積当たりで受ける力は弱くなります。

ある地点と別の地点で空気の重さ(気圧)が違うと、重い方から軽い方へと空気が移動してバランスを取ろうとします。

これが地球規模で起きるのが大気の流れです。

天気図を見ると、等圧線が円形に閉じているところが高気圧や低気圧になります。

周囲よりも気圧が高ければ、そこが高気圧で

周囲よりも気圧が低ければ、低気圧となります。

右の図では高気圧は1024となっており、周囲
より気圧が高くなっていることがわかります。

空気は気圧が高い所から低い所へ流れます。

そのため、地球上の大気は高気圧から低気圧へと流れます。

この空気の流れを気流と呼び、これが風です。

天気図では、等圧線が狭くなっているところでは気圧の差が大きいため風が強く吹きます。

このとき風はコリオリの力(後述)を受けるため曲がります。

高気圧からは時計回りに風が吹き出し、低気圧には反時計回りで風が吹きます。

高気圧では下降気流が生じるため雲ができにくく、天気は良くなる傾向にあります。

低気圧では上昇気流が生じるため、雲ができやすく、一般的に天気は悪くなります。

地球は自転しており、

その軸は23.4度傾いています。

空気が、高気圧から低気圧に向かって流れていても、地球上では、地球の自転によって空気も右に曲がってしまうのです。

高気圧の中心から時計回りに風が吹き出し、低気圧の中心に向かい反時計回りに空気が吹き込みます。

高気圧から低気圧へ大気が流れる際、上空にある空気が下降します。

高気圧を垂直面で見ると、上から下に向かう下降気流が発生しているというわけです。

気圧の低い上空から気圧の高い地表に向けて、空気の塊が下降すると気圧の力によって空気は収縮します。この際に熱エネルギーが発生します。

高気圧から低気圧へと流れた空気は、低気圧の　中心に集まりぶつかります。ぶつかって行き場を失った空気は上空に上昇します。

こうして低気圧では上昇気流が生じます。

上空へといった空気は熱エネルギーを失い、冷えていくため飽和水蒸気量が低くなります。

水蒸気が凝結して雲粒となり、低気圧では雲が発生するのです。